科學家創造新型黃金:重量僅五分之一,閃閃發光,落地發出塑料聲

五年前,蘇黎世聯邦理工學院聯邦技術研究所的研究人員開發了世界上最輕的黃金,這種黃金可以漂浮在卡布奇諾咖啡上,但是卻很不穩定,無法進行實際應用。現在他們再次創造了一種新的黃金:18克拉輕質黃金,可用於手錶,珠寶和電子產品。

科學家創造新型黃金:重量僅五分之一,閃閃發光,落地發出塑料聲

喜歡金錶和沉甸甸的黃金首飾的人們可能會對於這種新黃金很興奮。他們想要的東西也許有一天會變得更輕,但卻不會失去任何光澤。沒有人願意一直戴著沉甸甸的手錶,即使它是真金做的。因為戴過一段時間,它會讓人感覺不舒服和煩人。

蘇黎世聯邦理工學院的科學家們,創造出的這種新型黃金,重量是傳統的18克拉黃金的五分之一到十分之一。傳統的18克拉黃金混合物通常是四分之三的金和四分之一的銅,密度約為每15立方厘米15克。但這種新型輕質黃金的重量卻大大減輕,它的密度只有每立方厘米1.7 g。儘管如此,它仍然是18克拉的黃金。這種神奇的輕盈是如何實現的呢?

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研究人員用蛋白質纖維和聚合物乳膠代替了金屬合金元素,形成了一種嵌入金納米晶體薄片的基質,此外這種輕質黃金還含有無數肉眼看不見的微小氣孔。這一研究成果於2020年1月10日發表在《先進功能材料》雜誌上。那麼他們具體是如何創造新的輕質黃金的呢?

首先,他們將配料加入水中形成分散體。在加入鹽使分散體變成凝膠後,接著用酒精代替其中的水。然後他們將醇凝膠放入壓力室中,在壓力室中,高壓和超臨界CO2使得醇和CO2氣體能夠混溶;壓力釋放後,就會變成一種均勻的蛛絲狀狀氣凝膠。隨後可以進一步加熱,使塑料聚合物退火,從而將材料轉化並壓實成最終所需的形狀,同時保持18克拉黃金的組成。

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研究人員表示,這種黃金具有塑料的材料特性。如果一塊輕質黃金掉在堅硬的表面上,聽起來就像塑料落地。但它可以像金屬黃金一樣閃閃發光,而且可以拋光加工成所需的形狀。

他們甚至可以通過改變黃金的成分來調整材料的硬度,還可以用其他塑料如聚丙烯來代替基質中的乳膠。由於聚丙烯在特定的溫度下會液化,用它製成的“塑料黃金”可以模擬黃金的熔鍊過程,但所需溫度要低得多。

此外黃金納米顆粒的形狀可以改變材料的顏色: “納米片”會產生黃金的典型閃光,而黃金的球形納米粒子則使材料具有紫羅蘭色。因此該方法可以讓研究人員能夠根據所需特性創造出定製的黃金。

儘管塑料金在製造手錶和珠寶時特別適用,但它也同樣適用於化學催化,電子應用或輻射屏蔽。研究人員已經為工藝和材料申請了專利。

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